Công nghệ chế biến thịt, trứng, sữa chủ Đề công nghệ sản xuất bơ theo phương pháp Đảo trộn

Theo Bylund Gosta 1995, dựa vào quy trình sản xuất, người ta chia bở thành hai nhóm chính: - Bơ ngọt sweet cream butter hay bơ không lên men trong quy trình sản xuất bơ không có quá trìn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM- ĐẠI HỌC HUẾ

KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT, TRỨNG, SỮA

CHỦ ĐỀ

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BƠ THEO

PHƯƠNG PHÁP ĐẢO TRỘN

Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Thùy Ly

Mai Văn Thanh Trần Thị Hoài Nhi

Lê Thị Thanh Tâm Nguyễn Thị Tú Uyên Phan Thị Thanh Phương Phan Văn Hóa

Võ Hoàng Khánh Ngân Nguyễn Thanh Bảo Tiến Nhóm HP: 03

GVHD: TS Nguyễn Thị Thủy Tiên

Huế, 2024

LỜI MỞ ĐẦU

Bơ là một trong những sản phẩm từ sữa phổ biến nhất đã được chuyển đổi từ ngành công nghiệp thủ công sang sản xuất thành công quy mô lớn Ở các nước phương Tây, việc tiêu thụ

bơ đã dần vượt qua bơ thực vật để trở thành loại bơ phết phổ biến nhất Hiện nay, có nhiều loại bơ khác nhau trên thị trường, trong đó bơ kem ngọt và bơ muối chiếm tỷ lệ đáng kể Sự phổ biến của bơ kem nuôi cấy chủ yếu là do hương vị độc đáo và đặc tính dinh dưỡng của nó

Bơ là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, được ưa chuộng trên toàn thế giới Không chỉ nổi bật với hương vị béo ngậy, bơ còn chứa nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết cho sức khỏe con người Xuất phát từ các vùng nhiệt đới, bơ đã nhanh chóng trở thành nguyên liệu chính trong nhiều món ăn, từ salad đến bánh ngọt

Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về bơ, quy trình sản xuất bơ hiện nay theo phương pháp đảo trộn Hy vọng rằng thông qua bài viết này, chúng ta sẽ có cái nhìn sâu sắc hơn về sự quan trọng của bơ trong đời sống con người cũng như sự hình thành nên thành phẩm bơ là như thế nào

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

NỘI DUNG 4

I Tổng quan về bơ 4

II Nguyên liệu sản xuất bơ 5

2.1 Cream 5

2.2 Vi sinh vật 6

2.3 Các chất phụ gia 6

II Quy trình công nghệ sản xuất bơ theo phương pháp đảo trộn 7

3.1 Thanh trùng 7

3.2 Cấy giống vi sinh vật 8

3.3 Lên men và xử lý nhiệt- lạnh 8

3.4 Đảo trộn tạo hạt bơ (Churning): 9

3.6 Xử lý hạt bơ 12

3.7 Bao gói 12

IV Sản phẩm bơ 13

4.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm 13

4.2 Bảo quản bơ thành phẩm: 13

KẾT LUẬN 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

NỘI DUNG

I Tổng quan về bơ [6]

Bơ là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và chiểm trung bình 80% khối lượng sản phẩm Có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại bơ

Theo Bylund Gosta (1995), dựa vào quy trình sản xuất, người ta chia bở thành hai nhóm chính:

- Bơ ngọt (sweet cream butter) hay bơ không lên men trong quy trình sản xuất bơ không có quá trình lên men lactic được thực hiện nhờ nhóm vi khuẩn lactic

- Bơ chua (sour cream butter) hay bơ lên men (cultured cream butter): Quá trình lên men lactic được thực hiện sau quá trình thanh trùng nguyên liệu cream trong quy trình sản xuất nhằm tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm

Bơ là một sản phẩm làm từ mỡ sữa, có nhiệt năng lớn (7800cal/kg), độ tiêu hoá cao là 97% và giàu các loại vitamin A, E, B1, B2, C

Có thể dùng bơ làm thức ăn trực tiếp hoặc dùng làm thực phẩm trung gian để chế biến các loại thức ăn khác

Hình 1 Chế phẩm bơ từ sữa

Bơ là một nhũ tương nước trong dầu do sự đảo ngược của kem; nhũ tương nước trong dầu, protein sữa là chất nhũ hóa Bơ vẫn là một chất rắn khi được làm lạnh, nhưng làm mềm đến độ đặc có thể lan truyền ở nhiệt độ phòng và tan chảy thành một chất lỏng mỏng ở 32

-35 ° C Trong cuộc sống hàng ngày, bơ có thể áp dụng cho cả bữa sáng, bữa trưa và bữa tối

Chủ yếu là được dùng với bánh mì, khi ăn phết một lớp lên bánh Trong nấu nướng có thể dùng bơ làm nước sốt, dùng khi rán, khi nướng

II Nguyên liệu sản xuất bơ [1,4,5]

2.1 Cream

Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ là cream, nên trước khi làm kem bơ phải được tách

ra khỏi sữa

Các nhà máy sản xuất bơ có thể thu cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li tâm hoặc thu mua cream từ các nhà máy chế biến sữa khác

Sữa sẽ được chở đến cơ sở sản xuất sữa Sữa được đưa qua máy phân tách để quay và tách chất béo khỏi phần còn lại của chất lỏng thông qua lực li tâm, chất béo được tách ra sẽ được sử dụng để tạo ra bơ Thành phần thiết yếu để sản xuất bơ là cream, nó có màu trắng đặc và chứa khoảng 38% chất béo

Trên thị trường hiện nay hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 35-40%

Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lí và vi sinh

- Trong nhóm chỉ tiêu cảm quan, mùi và vị cream là hai chỉ tiêu quan trọng nhất Cream không được có mùi lạ đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa

- Đối với các chỉ tiêu lí hóa, ngòai hàm lượng chất béo, người ta thường quan tâm đến chỉ số iốt của cream

Nếu chỉ số iốt quá cao (lớn hơn 42) bơ thành phẩm sẽ có cấu trúc rất mềm Ngược lại nếu chỉ số iốt quá thấp (nhỏ hơn 28) bơ sẽ cứng và khô Dựa vào giá trị của chỉ số iod của nguyên liệu, mà nhà sản xuất thay đổi các thông số nguyên liệu thích hợp để chất lượng bơ thành phẩm luôn ổn định

Ngoài ra, với sản phẩm bơ lên men, nguyên liệu cream không được chứa các chất kháng sinh và không được nhiễm các chất tẩy rửa công nghiệp Nhưng chất này sẽ ức chế sự hoạt động của vi khuẩn lactic và kéo dài thời gian lên men Hơn nữa, hàm lượng trao đổi chất do giống vi khuẩn tạo ra sẽ không cân đối và ảnh hưởng không tốt đến hương vị của sản phẩm Hàm lượng VSV trong cream càng thấp càng tốt Người ta thường chú ý đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh vì chúng có khả năng sinh tổng hợp enzime lipase chịu nhiệt trong quá trình thanh trùng cream, hầu hết các vi sinh vật bị tiêu diệt Nhưng lipase từ vì khuẩn ưa lạnh có thể giữ được hoạt tính ở 100°C Enzyme này xúc tác quá trình thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu Giải pháp khắc phục hiện tượng này là phải thanh trùng sữa tươi khi mới nhập về nhà máy và bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4°C) trước khi đem vào chế biển Chế độ thanh trùng là 63-65o trong 15 giây Khi đó nhóm VSV lạnh-nguồn lipase chịu nhiệt đã tiêu diệt hoàn toàn Nêu các nhà máy sản xuất không có điều kiện thanh trùng ngay sửa tươi thu mua thì phải tiến hành làm lạnh và bảo quản sữa ở 1-4°C Trong thời gian tối đa 24 giờ tiếp theo, ta phải thực hiện quá trình thanh trùng sữa

Trong trường hợp nhà máy mua cream có chất lượng không tốt như cream có độ chua cao (15-20°D) thì cần tiến hành xử lí cream trước khi đưa vào sản xuất bơ Một trong những phương pháp xử lí thông dụng là rửa cream băng nước sạch với tỉ lệ cream/nước là1/2(v/v) Sau đó, người ta tiến hành li tâm để tách nước Ngoài ra ta còn có thể sử dụng phương pháp tung hòa để làm giảm độ chua của nguyên liệu cream Hóa chất thương dùng là CaO, Ca(OH)-…

2.2 Vi sinh vật

Trong sản xuất bơ lên men, thường sử dụng vi khuẩn lactic trong sản xuất bơ lên men Thường gặp nhất là Streptococcus diacetylactis và Leuconostoc citrovorum

Sẽ giúp quá trình lên men nguyên liệu (sữa tươi) diễn ra nhanh và dễ dàng Hầu hết những hợp chất vi sinh vật sẽ giúp tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm bơ

Trong quá trình lên men, ngoài acid lactic, chúng sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi aldehyde acetic, diacetyl acetoin Các hợp chất này sẽ tạo cho sản phẩm bơ hương vị đặc trưng

2.3 Các chất phụ gia

- Chất nhũ hóa

- Chất màu: Màu sắc của bơ sẽ phụ thuộc vào hợp chất carotenoides Thêm nữa, nhà sản xuất có thể sử dụng đến màu thực phẩm công nghiệp có nguồn gốc tự nhiên

- Chất chống oxy hóa: Hàm lượng sử dụng không được vượt 0,01% Được sử dụng nhiều trong sản xuất bơ là butyl hydroxy anisol (BHA), butyl hydroxy toluen (BHT),…

- Muối Nacl: Độ tinh sạch của muối phải trên 99,7% và tạo cho thành phẩm có vị mặn nhẹ

- Các gia vị khác: Sẽ tùy thuộc vào yêu cầu thành phẩm của nhà sản xuất Vì vậy, việc

sử dụng các gia vị khác để làm bơ có thể có hoặc không Nếu cần thiết, các gia vị như tiêu, tỏi, chất tạo hương,…sẽ được dùng trong sản xuất bơ

II.Quy trình công nghệ sản xuất bơ theo phương pháp đảo trộn [1,3]

Hình 2 Quy trình công nghệ sản xuất bơ

3.1 Thanh trùng

Mục đích của quá trình thanh trùng là tiêu diệt vi sinh vật và ức chế hoạt tính các enzyme trong cream Nhiệt độ thanh trùng cần sử dụng là 90-95°C trong thời gian 15-20 giây Nếu cream có chất lượng tốt, người ta thường gia nhiệt nhanh nguyên liệu đến 95°C rồi làm nguội ngay

Nếu tăng nhiệt độ và thời gian thanh trùng thì hiệu quả của quá trình sẽ tăng Tuy nhiên cream sẽ có mùi nấu và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bơ thành phẩm

Trong trường hợp cream có mùi lạ, người ta sử dụng phương pháp bài khí trong điều kiện chân không để tách các cấu tử dễ bay hơi ra khỏi cream Quá trình bài khí sẽ được kết hợp thực hiện cùng với quá trình thanh trùng cream Đầu tiên cream sẽ được bơm vào thiết

bị trao đổi nhiệt dạng bảng mông để gia nhiệt lên 78°C Tiếp theo, cream được đưa vào bồn chân không để thực hiện quá trình bài khí Áp lực chân không cầu được hiệu chỉnh sao cho nhiệt độ sôi của cream trong bồn dao động quanh giá trị 62°C Khi đó, các cầu từ dễ bay hơi

sẽ được tách ra khỏi cream Cuối cùng cream được đưa trở lại hệ thống trao đổi nhiệt bảng mỏng để gia nhiệt tiếp lên để 95°C rồi làm nguội

3.2 Cấy giống vi sinh vật

Giống vi sinh vật sẽ được cấy vào nguyên liệu (sữa tươi) khoảng 1% – 7% để thực hiện lên men Quá trình cấy vi sinh vật sẽ phụ thuộc vào chỉ số ido của sữa tươi và nhiệt độ khi tiến hành lên men

3.3 Lên men và xử lý nhiệt- lạnh [2]

Quá trình lên men và xử lý nhiệt lạnh hay còn gọi là quá trình làm lạnh và ủ chín cream được diễn ra song song

3.3.1 Lên men

* Mục đích: Sử sụng vì khuẩn lactic để sinh tổng hợp acid lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua và hương vị đặc trưng cho cream

* Điều khiển quá trình lên men:

- Độ chua phần không béo trong cream cần đạt quanh giá trị 36°SH

- Hàm lượng diacetyl trong cream khoảng 1,0-1,5 ppm

- Tỷ lệ giống phụ thuộc nhiệt độ ủ (2% giống ở nhiệt độ 16°C – 18°C, 8% giống ở nhiệt độ 13°C - 15°C)

Nếu muốn làm chín để sản xuất bơ nuôi cấy, người ta sử dụng các chủng vi khuẩn Lactobacillales (Lactococcus và Leuconostoc)

• Giống Lactococcus lactis subsp lactis

• Giống Lactococcus lactis subsp cremoris

• Giống Lactococcus lactis subsp lactis biovar diacetylactis

Hầu hết sự phát triển hương vị diễn ra trong khoảng pH 5.5 (21°C) và ở pH 4.6 (13°C) Hầu hết mùi hình thành trong khoảng pH 5.5 - 4.6 Nhiệt độ giảm, quá trình lên men ảnh hưởng tới mùi và hàm lượng acid

3.3.2 Xử lý nhiệt- lạnh

* Mục đích: kết tinh một lượng chất béo có trong cream

* Nguyên tắc thực hiện:

Khi thanh trùng, toàn bộ chất béo của cream chuyển hết sang dạng lỏng Muốn có được

bơ từ chất béo ở dạng lỏng đó cần phải chuyển một phần chất béo đó sang trạng thái rắn

Do cream chứa hỗn hợp các chất béo có điểm nóng chảy khác nhau nên nhiệt độ kết tinh của chúng cũng khác nhau Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào

chế độ xử lý nhiệt Thông thường, người ta dựa vào chỉ số iod của cream để chọn chế độ xử

lý nhiệt – lạnh tối ưu Khi đó bơ thành phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứng hoặc quá mềm Khi làm lạnh cream, các loại glyxerit khác nhau sẽ lần lượt đông đặc lại phụ thuộc vào điểm nóng chảy và đông đặc của chúng Nhiệt độ đông đặc của mỡ sữa nằm trong khoảng 18

- 22°C

Hình dáng và kích thước của các tinh thể chất béo phụ thuộc vào cường độ làm lạnh, vào đặc tính của chúng Khi làm lạnh nhanh mỡ sữa tới nhiệt độ thấp thì tính ổn định của các tinh thể chất béo tăng Khi làm lạnh chậm thì tính ổn định của các tinh thể chất béo giảm Trong quá trình làm lạnh mỡ sữa, các tác động cơ học (đảo trộn, khuấy) làm tăng nhanh quá trình chuyển các glyxerit sang trạng thái bền vững

Nhiệt độ, thời gian ủ chín và các tác động cơ học lên cream lạnh là những yếu tố quyết định quá trình đông đặc chất béo, tạo thành bơ

Nhiệt độ ủ chín ảnh hưởng tới quá trình chuyển các glyxerit sang dạng tinh thể Nhiệt độ càng thấp thì quá trình tinh thể hóa càng nhanh Thời gian ủ chín càng dài thì sự chuyển hóa glyxerit sang dạng tinh thể càng triệt để

Ở một nhiệt độ ủ chín xác định nào đó, các cầu mỡ không đông đặc hoàn toàn cho dù kéo dài thời gian ủ chín thêm nữa và mỗi một nhiệt độ ủ chín tương ứng với một giới hạn đông đặc chất béo cực đại rồi sau đó sẽ xảy ra sự cân bằng giữa chất béo ở dạng lỏng và đặc Khi đã đạt được sự cân bằng này rồi thì tiếp tục ủ chín không còn ý nghĩa nữa

Làm lạnh nhành mỡ sữa tới nhiệt độ thấp cũng có tác dụng thúc đẩy nhanh tới sự cân bằng và rút ngắn thời gian ủ chín vật lý

Mùa hè, khi lượng chất béo có nhiệt độ nóng chảy thấp tăng lên ứng với chỉ số iot vượt trên 39 thì người ta cần phải tiến hành ủ chín ở nhiệt độ thấp để bơ thu được có trạng thái đồng nhất, mịn và tạo sự hao hụt chất béo (vào butter milk) là thấp nhất Hơn nữa, nhiệt độ thấp còn hạn chế sự phát triển của vi sinh vật trong cream Vì lý do trên nên cream sau khi thanh trùng được làm lạnh ngay tới 4 - 5°C

Mùa đông, khi trong sữa chứa một lượng lớn các glyxerit khó nóng chảy, khi chỉ số iot

hạ xuống chỉ còn 36 thì sau khi cream được thanh trùng cần làm lạnh chúng tới 5 - 7oC và giữ ở nhiệt độ này 2 3h Trong thời gian này, người ta phải đảo trộn 2 3 lần, mỗi lần 10

-15 phút Tiếp đó, dùng nước nóng nâng nhiệt độ của cream tới 16°C Để yên 14 - 16h Trước khi đảo trộn, điều chỉnh nhiệt độ mỡ sữa xuống 11 - 14°C

3.4 Đảo trộn tạo hạt bơ (Churning):

Quá trình này nhằm phá vỡ màng protein bao quanh các giọt chất béo trong kem, giúp các giọt chất béo kết hợp với nhau thành hạt bơ

Quy trình: Kem sau khi đã được tách từ sữa và có thể đã được thanh trùng, được đưa vào máy đánh bơ Trong quá trình đảo trộn, các giọt chất béo nhỏ dần dần tập hợp lại thành các hạt bơ lớn hơn Sự đảo trộn liên tục sẽ khiến chất béo đông tụ lại, tách ra khỏi phần lỏng còn lại là sữa bơ (buttermilk)

Quá trình tạo bơ và xử lý có thể thực hiện theo phương pháp gián đoạn hoặc liên tục với công đoạn sau đây:

- Khuấy đào (churning) hỗn hợp cream có chứa các tỉnh thể chất béo để biển chúng thành các tỉnh thể hạt bơ và sữa bo (buttermilk)

- Tách sửa bơ để thu nhận các hạt bơ

- Xử lý các hạt bơ riêng lẻ để tạo thành một khối kết dính

- Bổ sung muối và phân bố đều trong toàn bộ khối bơ

- Hiệu chỉnh độ ẩm và phân bổ đều trong các hạt nước nhỏ li ti trong toàn bộ khối sản phẩm

- Xử lý chân không để làm giảm lượng khí có trong khối bơ

Thiết bị khuấy đảo cream hay còn gọi là thiết bị đánh cream (churn) có những hình dạng khác nhau như hình trụ đứng - đáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp nón

Hình 3 Thiết bị đảo trộn bơ hình trụ

1- Thùng đảo trộn; 2- Thanh dập; 3- Hộp cơ; 4- Vít điều khiển; 5- Chốt; 6- Giá đỡ

Hình 4 Thiết bị đảo trộn bơ hình chóp nón

Hình 5 Thiết bị đảo trộn bơ hình lập phương

Ngày nay các thiết bị được chế tạo bằng thép không rỉ, bên trong có các tấm chân và thanh đánh cream Thiết bị có thể thực hiện chuyển động xoay nhờ một motor và bộ phận truyền động, tốc độ quay của thiết bị có thể hiệu chỉnh được

Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại dưới hai dạng: tinh thể và dịch lỏng Khi thiết bị được thực hiện chuyển động xoay sẽ khuấy đảo mạnh hỗn hợp cream bên trong và làm xuất hiện các bọt khí Đầu tiên, các hạt cầu béo sẽ phân bổ tập trung tại bể mặt tiếp xúc pha giữa bọt khí (pha phân tán) và pha lỏng (pha liên tục) trong hỗn hợp Nếu

sự khuấy đảo vẫn tiếp tục, các bọt khí sẽ trở nên nhỏ hơn, bọt dày hơn, membrane bao xung quanh một số hạt cầu béo bị phá vỡ và giải phóng ra các phân tử chất béo lông bên trong Các phân từ béo này tạo nên một màng mông bao xung quanh bề mặt các bọt khí và các hạt cầu béo còn lại bọt khí càng dày thì số phân tử chất béo được giải phóng ra từ các hạt cầu béo do hiện tượng membrane bị phá vỡ sẽ càng lớn Theo thời gian, bọt trở nên kém bên và

nỗ vỡ Các hạt cầu béo và tinh thể béo nhờ những phân từ béo ở dạng lòng tự do sẽ liên kết lại với nhau thành khối hình thành nên các hạt bơ Lúc đầu, kích thước các hạt bơ rất nhỏ và

ta không thể nhìn thấy được bằng mắt thường nhưng sau đó chúng lớn dần

Các thiết bị khuấy đảo cream tạo hạt bơ ở quy mô công nghiệp có thể tích từ 8.000 +12.000 lít Tuy nhiên, thể tích làm việc tối đa của chúng chỉ khoảng 40+50% Tốc độ xoay của thiết bị là 25-35% vòng/phút Để chọn giá trị nhiệt độ thích hợp cho quá trình tạo hạt bơ, người ta dựa vào hàm lượng chất béo trong hỗn hợp cream trong thiết bị

Kết quả: Sau quá trình này, kem sẽ được chia thành hai phần: hạt bơ và sữa bơ Hạt bơ là phần chất béo được tập hợp lại, còn sữa bơ là phần nước còn lại sau khi chất béo đã bị tách ra

Các biến đổi xảy ra trong quá trình tạo hạt bơ:

- Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại dưới 2 dạng: tinh thể

và dịch lỏng